CN1314548A - 温度差驱动装置和具有该装置的电子设备,计时装置和弱电设备 - Google Patents

Abstract

一种热转换体,其包括在随温度变化,在固体和液体之间实现相变的相变物质,该热转换体将热能转换为机械能。由此,由于热转换体(21)的相变物质不变为气体,故在通常的动作温度范围,确保良好的热传导率,即使在周围温度降低的情况下,仍可获得充分的机械能,其转换效率提高。此外,由于不必使容器(22)的内部处于高压状态,故容器(22)的制造容易,并且无需强力弹簧等的压缩机构,使装置(1)的体积减小。

Description

温度差驱动装置和具有该装置的 电子设备，计时装置和弱电设备

本发明涉及温度差驱动装置，具有该装置的电子设备，计时装置和弱电设备，该温度差驱动装置采用自然环境等中的温度变化，获取机械能，通过该机械能，产生驱动力或电力。

在过去，人们使用通过储存于发条中的机械能驱动的手表或怀表等的机械表。作为这样的机械表，具有用手上紧发条的手拧式。

由于该手拧式的机械表，当储存于发条中的机械能全部释放时，则其停止计时，由此，必须要求定期地，通过手将发条拧紧的拧紧操作。

另外，由于停止的表不显示正确的时刻，故如果手拧式机械表停止，则必须将发条拧紧，核对时刻，这样操作较麻烦。

为此，人们采用自动上卷的手表，其具有以可旋转的方式设置的旋转锤，该旋转锤自动地将发条拧紧。

在自动上发条的手表中，由于通过胳臂的运动，自动地发条拧紧，故在将其配戴在胳臂上时，在平时，在发条中储存机械能，可在不停止的情况下，保持动作。

但是，同样对于自动卷的手表，如果将其从胳臂上取下而搁置，则不久，便将储存于发条中的机械能全部释放，该手表停止。

于是，人们采用台钟，其通过自然环境中的温度变化，获取驱动能量，通过获取的驱动能量进行动作。

比如，Jaeger Lecoultre Co.,Ltd的“ATMOS”台钟通过物质的膨胀力，根据自然环境的温度变化，获取驱动能量。具体来说，将下述相变物质接纳于可伸缩的容器的内部，该相变物质在常温下，从气体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，采用随温度变化，相变物质的体积的变化，将发条拧紧，通过储存于发条中的机械能进行动作。

在这里，作为相变物质，可采用氨，二氧化碳，乙醇和氯代甲烷等的，在气体和液体之间实现相变的物质。

由于在此钟的发条中，可储存用于连续地72个小时驱动钟的机械能，故如果具有普通的环境的温度变化，因可在平时，保持在储存机械能的状态，故可在不停止的情况下，半永久性地动作。

由于在根据这样的温度变化，获取驱动能量的机构中，不能够采用石英振荡子的精度较高的电子表等的电子设备，故人们知道有下述形式，其借助通过温度变化而获取的驱动能量，驱动发电机(参照JP特开平10-14265号文献，JP特开平6-341371号文献等)。

即，与前述的台钟相同，将在常温下从气体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个的相变物质接纳于可伸缩的容器的内部，通过齿条，将随温度变化，相变物质的体积变化转变为旋转驱动力，从而通过旋转驱动力，驱动发电机。另外，通过发电机发电的电力，驱动电动机等的原动机，获得驱动力。

另外，在通过齿条，将相变物质的体积变化转变为旋转驱动力时，在温度上升或下降的场合，如果将齿条固定，温度变化从上升和下降中的一个，转变为另一个，则将固定的齿条释放，一下子使相变物质膨胀或收缩，实现电力转换的效率提高。

如果在这样的钟表中，带有电波修正功能，则还可保持时刻的指示精度。

采用收缩的气体/液体的相变的装置具有下述问题，即如果相变物质转变为气体，由于相变物质的热传导率显著下降，对周围温度的变化的反应性变差，从周围温度降低，到相变物质的体积减小的时间滞后变长，故相变物质不产生与温度差相对应的机械能，转换效率不高。

对于上述那样的，在气体和液体之间实现相变的相变物质，如果将多种上述相变物质混合，由于发生化学反应，则不能够通过将多种相变物质混合，调节相变温度。将这样的相变物质接纳于容积可变的容器，将该容器的容积收缩，使其内部处于高压状态，由此，调节施加于相变物质上的压力，由此，将此沸点(相变温度)设定在所需的温度。

由此，在上述的装置中，接纳相变物质的容器必须具有容积可变的结构，必须具有高压的气体不向外部泄漏的较高的气密性能，故具有容器的制造复杂的问题。

此外，由于上述的容器接纳变为气体的相变物质，必须要求具有一定程度的容积，必须要求压缩容器的强力的弹簧等的压缩机构，以便使容器的内部保持在高压状态，难于使整体装置的体积减小。

还有，相变物质具有下述问题，即在气体/液体的相变化时，相变物质的膨胀率显著增加，如果相变物质变为饱和蒸气，在内部产生较大的压力，压力变化显著，此外在平时，对容器施加较高的内部压力，容器容易产生机械疲劳，不容易制造具有足够耐久性的容器，同样由于上述方面，容器的制造复杂。

再有，由于为了确保耐久性，容器采用坚固的较重的容器，故装置变得较重，由于上述方面，也难于使整个装置的体积减小。

另外，在上述的文献等中描述的发电装置中，在温度变化从上升和下降的一个转换到另一个时，将固定的齿条释放，间歇地进行发电，由此，如果在短时间，确实使温度反复地实现上升和下降，则使发电机启动。

此外，由于在发电机启动时，在发电机到达规定的转数的期间，未进行有效的发电，故具有下述问题，即如果确实在短时间启动发电机，则驱动能量浪费，无法充分提高电力转换效率。

还有，在上述这样的采用温度差的装置中，由于调节设置于发电机中的电枢的转数，以便使施加于发电机的负载上的电压保持一定，故具有下述问题，即不能够在平时按照发电效率最高的转数，使电枢旋转，发电效率也不一定高，相对所输入的热能而可利用的能量减小，能量利用效率容易变差。

再有，由于依次进行将温度差产生的热能转换为机械能的第1次转换，将通过第1次转换获得的机械能转换为电能的第2次转换，以及将通过第2次转换获得的电能转换为机械能的第3次转换，在获得最终的机械能之前，在共计3次的能量转换的每次转换中，损失一部分能量，故因上述方面，也会造成下述问题，即相对输入的热能的可利用能量减小，能量利用效率容易变差。

另外，由于能量利用效率变差，故难于获得电波修正性能所需要的电力，由此，也具有难于具有电波修正功能的问题。

本发明的主要目的在于提供一种电力转换效率优良，并且容易制造，成为容易使其整体体积减小的温度差驱动装置，以及计时装置和弱电设备。

本发明涉及下述温度差驱动装置，其包括发电机构，该发电机构通过机械能驱动，产生电力；机械能产生机构，该机械能产生机构产生供给上述发电机构的机械能，其特征在于在机械能产生机构中，设置有热转换体，该热转换体随周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，通过该相变，其体积发生变化。

在本发明中，即使在热转换体的相变物质进行相变的情况下，其仍不会变为热传导率显著减小的气体。

由于比如，处于气相状态的空气，氨和二氧化氮的热传导率分别为0.024,0.022,0.145W/(m·K)，与此相对，作为液体或固体的水和石蜡的热传导率分别为0.561,0.24W/(m·K)，故如果相变物质不是气体，则其热传导率不显著减小。

由此，由于热转换体在普通的动作温度范围内，确保良好的热传导率，相对周围温度的变化，获得良好的反应性，其体积可对应于温度变化而快速变化，故即使在周围温度降低的情况下，仍可获得足够的机械能，其转换效率提高。

另外，由于在固定和液体之间实现相变的相变物质具有即使在混合有不同种类的相变物质的情况下，仍不发生化学反应的多种，故热转换体可采用通过混合不同种类的相变物质而调节相变温度的类型，不必使容器内部处于高温状态。

由此，由于对于其内部接纳有热转换体的容器来说，无需具有较高的气密性能，故容易制造容器，此外由于不必使容器内部处于高压状态，故无需强力的弹簧等的压缩机构，可使整个装置的体积减小。

在上述的温度差驱动装置中，最好在上述热转换体中，混合有产生相变的温度不同的多种相变物质，对其混合比例进行调整，以便获得与所使用的环境相对应的动作特性。

如果按照上述方式，采用混合有多种不同的相变物质的热转换体，则可设定适合于温度差驱动装置的使用环境的温度变化范围或变化速度的热转换体，由此，也可提高转换效率。

在上述的温度差驱动装置中，最好在上述热转换体中，混合有添加剂，该添加剂调节上述相变物质的相变温度和/或温度特性。

按照上述方式，在混合多种不同的相变物质时，即使在不以较高的精度进行各相变物质的计量的情况下，仍可通过添加添加剂而调节相变温度，或调节相变物质的温度特性，故在混合相变物质后，在确认热转换体的特性的同时，通过适当地添加添加剂，确实获得适合于使用环境的热转换体。

在上述的温度差驱动装置中，最好上述相变物质采用蜡。

在这里，作为蜡，可采用石蜡，微晶蜡和软蜡等的各种蜡。

由于这样的蜡即使在不同的种类混合的情况下仍不发生化学反应，故通过将产生相变的温度不同的各种蜡混合，则便获得可容易设定热转换体的相变温度的优点。

此外，由于上述蜡具有适合的润滑性，柔软性，故没有损伤接纳热转换体的容器的危险，另外由于其不与容器的材料发生化学反应，故具有其本身不会变质，并且不使容器变质的优点。

还有，作为热转换体的相变物质，最好采用采用碳素数在19～70的范围内的n-石蜡，作为热转换体，可采用由一种n-石蜡单体形成的材料，以及由两种以上的n-蜡的混合物形成的材料的任何一种。

如果采用由两种以上的n-石蜡的混合物形成的热转换体，则通过适合地混合碳素数不同的石蜡，可容易调节相变温度等的特性，另外，可添加月桂酸，硬脂酸，油酸和皮脂酸等的脂肪酸，脂肪酸钙等的脂肪酸酯，或甘油等的醇形成的添加剂，通过适当地添加这些添加剂，可任意地调节产生相变的温度范围，此外，还可使体积变化量与该温度范围保持线性关系。

在上述的温度差驱动装置中，最好上述机械能产生机构包括其内部接纳有上述热转换体的容器，在该容器中，按照可进退的方式设置有随上述热转换体的体积变化而驱动的驱动部件。

按照此方式，即使在将热转换体接纳于容器的内部的情况下，仍可通过对应于热转换体的体积变化而实现进退的驱动部件，将通过热转换体的体积变化而产生驱动力输出到外部，通过将齿条等与该驱动部件连接，可使发电机构旋转驱动。

在上述的温度差驱动装置中，最好其设置有齿轮系，该齿轮系中组合有多个齿轮，并且传递上述机械能的驱动力，以便将上述机械能传递给上述发电机构。

在上述热转换体从固体和液体中的一个通过相变而变为另一个时，由于其体积变化较小，但是产生较大的驱动力，故如果通过齿轮系，将驱动能量传递给发电机构，则可通过齿轮系，加速热转换体的驱动力，获得用于发电的较快的旋转驱动力。

此时，最好上述齿轮系具有下述增速比，该增速比以发电效率良好的转数，驱动上述发电机构。

如果按照上述方式，通过齿轮系，加速到发电效率良好的转数，则即使在热转换体的体积变化缓慢的情况下，仍可将适合的速度的旋转驱动力，传递给发电机构，在平时有效地将热转换体的体积变化转换为电力，从而使发电机构的效率提高。

另外，在温度差驱动装置中，最好其设置有机械能储存机构，该机构储存上述机械能产生机构所产生的机械能。

如果设置这样的机械能储存机构，由于热转换体的体积变化产生的驱动能量储存于机械能储存机构中，故确实在短时间，反复使温度上升和下降，即使在机械能产生机构间歇地产生驱动能量的情况下，如果将机械能储存机构用作阻尼器，则可连续使发电机构运行。

由此，通过确实在短时间启动发电机构而产生的驱动能量没有浪费，使电力转换效率充分地提高。

此外，在上述的温度差驱动装置中，最好上述发电机构按照将所发出的电力供给其它机构的方式构成，该温度差驱动装置形成发电机构。

按照上述方式，如果将温度差驱动装置作为发电装置，该温度差驱动装置可用作各种计时装置或弱电设备的电源，可通过自然环境的温度变化而获得的电力，驱动计时装置或弱电设备。

此时，在上述温度差驱动装置中，最好作为储存上述机械能产生机构所产生的机械能的机械能储存机构，其设置有弹性体，该弹性体随上述机械能产生机构的热转换体的体积变化而发生弹性变形，并且设置有弹性体控制机构，该弹性体控制机构保持上述弹性体的位移量，直至因上述机械能产生机构的作用而产生的上述弹性体的位移量达到规定量，如果上述弹性体的位移量超过规定量，将上述弹性体的位移释放。

按照上述方式，如果从机械能储存机构，间歇地获取驱动能量，由于热转换体的体积变化产生的较小的驱动能量增加而储存于机械能储存机构中，可通过较大的驱动能量，连续地使发电机构运行，故可采用产生其电压高于过去的，并且较大的电力的发电机构。

还有，在上述的温度差驱动装置中，最好作为储存上述机械能产生机构所产生的机械能的机械能储存机构，其设置有弹性体，该弹性体随上述机械能产生机构的热转换体的体积变化而发生弹性变形，并且设置有弹性体释放机构，该弹性体释放机构保持上述机械能产生机构的作用而产生的上述弹性体的位移量，通过手动操作，将上述弹性体的位移释放。

如果设置这样的弹性体释放机构，由于根据需要，快速地将弹性体释放，产生电力，故可使温度差驱动装置的使用方便性良好，此外，由于通过手动操作而动作的弹性体释放机构的结构简单，故完全不产生使温度差驱动装置的结构复杂，或使其整体体积增加的不利情况。

再有，在上述的温度差驱动装置中，最好上述发电机构的电力供给对时间进行计量的计时装置，或通过较低电力驱动的弱电设备。

按照上述方式，由于采用包含将固体和液体中的一个通过相变转换为另一个的相变物质的热转换体，故获得较高的转换效率，并且由于形成接纳热转换体的容器，其可采用轻质小型的类型，故即使在设置温度差驱动装置的情况下，计时装置或弱电设备仍不会变重，基本上保持本身的尺寸或重量。

本发明的另一目的在于提供一种温度差驱动装置和具有该装置的电子设备，该温度差驱动装置可有效地利用温度变化产生的热能。

本发明涉及下述温度差驱动装置，其包括机械能转换机构，该机械能转换机构将通过周围温度的变化而获得的热能，转换为机械能，其特征在于其包括机械能储存机构，该机械能储存机构储存上述机械能转换机构所输出的机械能；发电机构，该发电机构具有通过上述机械能而旋转的电枢，并且通过上述电枢的旋转驱动而产生电力；传递机构，该传递机构将上述机械能的驱动力传递给上述发电机构；控制机构，该控制机构接收上述发电机构产生的电力而动作，按照规定的转数，对上述发电机构的电枢的转数进行控制。

按照这样的本发明，即使在机械能转换机构所产生的机械能增加的情况下，由于机械能储存机构用作阻尼器，故发电机构中的电枢的转数不增加。

再有，当相对控制机构，设定发电机构中的电枢的转数时，如果设定发电效率最高的转数，则发电机构获得最高的发电效率，可以较高的能量利用效率，使用热能。

在这里，作为机械能转换机构，可采用具有因温度变化，其体积或形状发生变化，其变化量可用作机械能的热转换体的形式。

另外，作为热转换体，可采用因温度变化，产生相变，其体积发生变化的相变物质，另外因温度变化，形状发生改变的形状变化体中的任何一种。

比如，作为相变物质，可采用在气体和液体之间产生相变的物质，以及在液体和固体之间产生相变的物质这两种。

此外，作为在气体和液体之间发生相变的相变物质，可采用氨，二氧化碳和氯乙烯等，作为在液体和固体之间产生相变的相变物质，可采用蜡等。

作为形状变化体，可采用双金属或形状记忆合金等。

在打算进一步提高温度差驱动装置的效率的场合，最好采用下述相变物质，其即使在发生相变的情况下，仍不变为热传导率显著减小的气体，即在液体和固体之间产生相变。

由于比如，处于气相状态的空气，氨和二氧化氮的相应热传导率分别为0.024,0.022和0.0145W/(m·K)，与此相对，作为液体或固体的水和石蜡的相应热传导率分别为0.561和0.24W/(m·K)，故如果相变物质不变为气体，则其热传导率不显著减小。

由此，采用在固体和液体之间产生相变的相变物质的热转换体在普通的动作温度范围内，确保良好的热传导率，对于周围的温度变化，获得良好的反应性，对应于温度变化，体积快速变化，由此，即使在周围温度降低的情况下，仍获得充分的机械能，其转换效率提高。

还有，如果在于气体和液体之间产生相变的相变物质中，混合有不同种类的物质，由于它们不发生化学反应，故接纳该相变物质的容器处于高压状态，通过调节该压力，调整相变温度。由此，接纳相变物质的容器的整体体积增加。

由于即使在于固体和液体之间产生相变的相变物质中，混合有不同种类的物质的情况下，大量存在不发生化学反应的物质，故作为热转换体，可采用通过将不同种类的相变物质混合而调节的相变温度的类型，不必使容器的内部处于高压状态。

由此，由于将在固体和液体之间产生相变的相变物质接纳于内部的的容器无需具有较高的气密性，故容易制造容器，由于不必使容器内部处于高压状态，无需强力弹簧等的压缩机构，可使整个装置的体积减小。

作为这样的相变物质，可采用蜡，具体来说，可采用石蜡，微晶蜡和软蜡等的各种蜡。

由于即使在将不同的种类的蜡混合的情况下，这样的蜡仍完全不发生化学反应，故具有下述优点，即通过将各种产生相变的温度不同的蜡混合，容易设定热转换体的相变温度。

再有，由于上述的蜡具有适合的润滑性，柔软性，故没有损伤接纳热转换体的危险，并且由于上述蜡不与容器的材料发生化学，故具有其本身不发生变质，不使容器变质的优点。

另外，作为热转换体的相变物质，最好采用碳素数量在19～70的范围的n-石蜡(paraffin)，作为热转换体，可采用一种n-石蜡单体形成的材料，以及由两种以上的n-石蜡的混合物形成的材料的任何一种。

如果采用由两种以上的n-石蜡的混合物形成的热转换体，则通过适合地混合碳素数不同的石蜡，可容易调节相变温度等的特性，另外，可添加月桂酸，硬脂酸，油酸和皮脂酸等的脂肪酸，脂肪酸钙等的脂肪酸酯，或甘油等的醇形成的添加剂，通过适当地添加这些添加剂，可任意地调节产生相变的温度范围，此外，还可使体积变化量与该温度范围保持线性关系。

在上述的温度差驱动装置中，最好具有通过上述机械能而发生弹性变形的弹性体。

如果在这样的弹性体中，储存机械能，则机械能储存机构变为简单，小型的类型，使温度差驱动装置的重量减轻，形成小型的温度差驱动装置。

此外，在上述的温度差驱动装置中，最好上述控制机构通过调节流过上述发电机构的电流，通过电磁制动器，将上述电枢制动，将上述转数控制在一定值。

如果按照上述方式，调节流过发电机构的电流，通过由此产生的电磁制动器，将电枢制动，则与以机械方式将电枢制动的情况不同，用于进行制动的能量很少浪费，电枢的转数控制所需要的能量为最小限，由此，还可以较高的能量利用效率，使用热能。

此时，最好上述传递机构为组合有多个齿轮的齿轮系，在该齿轮系中的至少一个齿轮上，设置有用于表示时间的指针。

如果按照上述方式，将温度差驱动装置用作计时装置，则即使在不从外部，供给能量的情况下，仍可实现半永久性地驱动的计时装置。

在这样的计时装置中，最好上述指针表示时刻，在设置有上述指针的上述齿轮上，设置有检测其旋转角度的位置检测机构，另外设置有时刻修正机构，该时刻修正机构接收叠加有时刻信息的标准时刻，对上述指针的旋转角度进行修正，以便修正上述指针所表示的时间。

按照上述方式，由于不必进行时刻修正，故维修几乎不花费工夫，可实现适合设置于较高位置的钟台，或人或车辆的通行较多的街头等，难于维修的部位的钟表。

还有，本发明的温度差驱动装置可适用于各种电子设备，比如，可适用于作为电子设备的电子控制式机械钟表。即，如果设置时刻显示机构，其通过上述机械能，对应于上述发电机构的动作而旋转驱动，其转数通过上述控制机构进行调速控制，则获得比石英振荡子等高的时刻指示精度，并且由于驱动无需电池，故可有助于减少当废弃时造成环境污染的电池的消耗量。

图1为表示本发明的第1实施例的基本结构图；

图2(A)～图2(D)为分别表示上述第1实施例的热转换体的特性的图；

图3为表示本发明的第2实施例的基本结构图；

图4为表示上述第2实施例的主要部分的放大剖视图；

图5为表示本发明的第3实施例的基本结构图；

图6为表示本发明的第4实施例的基本结构图；

图7为表示上述第4实施例的主要部分的放大剖视图；

图8(A),图8(B)分别为表示作为上述第4实施例的弹性体的发条的平面图；

图9为表示本发明的第5实施例的基本结构图；

图10为表示本发明的第6实施例的主要部分的剖视图；

图11为表示本发明的第7实施例的基本结构图；

图12为用于说明上述第7实施例的主要部分的动作的示意图；

图13为表示包含上述第7实施例的电路的整体结构的方框图；

图14为表示本发明的变换实例的示意性透视图；

图15为表示本发明的另一变换实例的基本侧视图；

下面参照本发明的实施例进行描述。

(第1实施例)

图1表示本发明的第1实施例的温度差驱动装置1。

该温度差驱动装置1为向其它部分供电的发电装置，其包括作为发电机构的发电机10，其由机械能驱动，产生电力；作为机械能产生机构的热电偶20，其产生供给发电机10的机械能。

在发电机10和热电偶20之间，设置有筒形齿轮30和齿轮系40，该筒形齿轮30具有储存热电偶20产生的机械能的发条31，在该齿轮系40中，组合有多个齿轮42～44，该齿轮系40在加速的同时，传递机械能产生的驱动力。

在温度差驱动装置1中，设置有弹性体控制机构50，该弹性体控制机构50保持通过热电偶20的作用而发生弹性变形的发条31的位移量，直至该位移量达到规定量，如果发条31的位移量超过规定量，则将发条31的位移释放；弹性体释放机构60，其通过手动操作，将发条31的位移释放。

热电偶20随周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，具有随该相变，体积发生变化的相变物质的热转换体21接纳于容器22的内部。

容器22为具有足够刚性的带底筒状的密封容器，其包括具有柔性的盖部件23，通过该盖部件23，将其开口塞住。盖部件23为密封性优良的，具有较强韧性的膜，该膜由硅橡胶或聚四氟乙烯橡胶等形成。

在容器22的开口侧的端部，嵌合有筒状的覆盖部件24。上述盖部件23夹持于该覆盖部件24与容器22之间，通过该盖部件23，将容器22的内部封闭。

作为驱动部件的杆25与盖部件23连接，该杆25通过热电偶21的体积变化而驱动。在覆盖部件24上，设置有对杆25进行导向的筒状的导向部24A。由此，对应于热转换体21的体积变化，杆25的前端可相对导向部24A的前端面，实现进退。

在覆盖部件24的外侧面，以可沿杆25的移动方向滑动的方式设置有带底筒状的滑动部件26。在该滑动部件26的开口侧的端缘部，设置有朝向径向外侧突出的凸缘26A。该凸缘26A与螺旋弹簧27的一端接合。该螺旋弹簧27的另一端与其位置相对容器保持固定的止动件27A接合。

在覆盖部件24的端面上，以可摆动的方式设置具有锯齿状的齿的齿条28。该齿条28中的齿与筒状齿轮30的棘轮32的齿啮合。在齿条28的前端，连接有拉簧29，其按照在杆25前进时，该齿条的齿与齿轮30的棘轮32的齿啮合的方式偏置。

拉簧29在杆25后退时，具有允许齿条28后退的偏置力。由此，在杆25后退时，齿条28后退，从而将齿条28的齿与棘轮32的齿啮合解除。

由此，如果热转换体21膨胀，杆25的前端抵抗螺旋弹簧27的偏置力而前进，从而将热转换体21的体积变化产生的驱动能量传递给筒状齿轮30。如果热转换体21收缩，则即使棘轮32不旋转，杆25的前端仍在螺旋弹簧27的偏置力的作用下，实现后退。

热转换体21中所包含的相转换物质采用蜡类，具体来说，采用碳素数量在19～70的范围的n-石蜡(paraffin)。

另外，在热转换体21中，混合有多种的，碳素数量不同，产生相变的温度也不同的n-石蜡(paraffin)，对其混合比例进行调整，以便获得与所使用的环境相对应的动作特性。

此外，在热转换体21中，适量地混合有由熔点与n-石蜡(paraffin)不同的月桂酸，硬脂酸，油酸和皮脂酸等的脂肪酸，脂肪酸钙等的脂肪酸酯，或甘油等的醇形成的添加剂。

在这里，如果采用不含有添加剂的热转换体21，则如图2(A)所示，对于相对温度的杆25的伸长量来说，在低温的固定范围和高温的液体范围内，相对温度变化，上述伸长量很小，在其中间的固体与液体共存范围内，相对温度变化，获得足够的伸长量。但是由于不是线性的，故使用的方便性较差。

为此，采用下述热转换体21，其中通过以适合的比例，将其熔点与相变物质不同的月桂酸(熔点为45℃)，硬脂酸(熔点为55℃)，脂肪酸钙(熔点为65℃)和甘油(熔点为20℃)混合，比如，如图2(B)所示，在动作温度范围(-10～+40℃)的整个区域，确保温度与伸长量之间的线性关系。

还有，如果根据需要，改变热转换体21中的月桂酸，硬脂酸，脂肪酸钙和甘油的混合比例，如图2(C)所示，可动作的温度范围变窄，而获得相对温度变化，具有较大伸长量的热转换体21，或如图2(D)所示，获得在可动作的温度范围的中间区域，相对温度变化，杆几乎不移动的热转换体21。

作为以上这样的热电偶20，可采用NTC工业株式会社生产的制品。

返回到图1，筒状齿轮30为储存热电偶20所产生的机械能的机械能储存机构。其包括作为弹性体的发条31，该发条31随热电偶20的热转换体21的体积变化，发生弹性变形。

具体来说，筒状齿轮30为接纳发条31的柱状箱型的筒30A的外周的第1齿轮，其齿与第2齿轮中的第2小齿轮的齿啮合。接纳于筒30A内部的发条31呈螺旋状卷绕，其外侧端部与筒30A的内侧面嵌合。

设置于筒状齿轮30中的棘轮32具有与热电偶20的齿条28相对应的锯齿状的齿，其通过图中未示出的筒状中心，与呈螺旋状卷绕的发条31的内侧的端部嵌合。此外，板簧状的止动杆33与棘轮32啮合，从而不使拧紧的发条31恢复原状。

再有，在筒30A上，按照与筒状齿轮30同轴的方式，设置有用于与弹性体控制机构50啮合的齿轮34。还有，该齿轮34的直径小于筒状齿轮30。

齿轮系40通过第2齿轮142，第3齿轮143和第4齿轮144这3个齿轮，在加速的同时，将筒状齿轮30的旋转驱动力传递给发电机10的电枢(或转轴)11。在齿轮系40中，设定有增速比，该增速比用于按照发电效率良好的转数，使发电机10的电枢11旋转。

发电机10呈C字形，在中间部卷绕有线圈12的定子13的间隙之间，以可旋转的方式设置电枢11。由二极管和平滑电容器形成的整流电路10A与发电机10的线圈12的两端连接。

发电机10的电枢11为圆盘，其由具有一对N极和S极的永久磁铁形成。在该电枢11上，在同轴位置，成一体形成有齿轮15，该齿轮15具有与第4齿轮144啮合的小齿轮14。齿轮15的齿与形成于制动部件51的前端的爪部51A嵌合，该制动部件51设置于弹性体控制机构50中。

在这里，适当地设定电枢11的转数，电枢11与定子13之间的间隙尺寸，形成电枢11的永久磁铁的材质，线圈12的线的粗细或圈数，以便可高效率地从发电机，输出与发电机10导通的负载所必需的电压，电流和电力。

另外，最好，发电机10中的线圈12所输出的交流电压在从整流电路10A输出的直流电压的3～5倍的范围内。

此外，在定子13中的与电枢11面对的内周面上，在相互相对的位置，形成一对槽13A。通过该槽13A进行调整，以便减小电枢11的拉动扭矩。

弹性体控制机构50包括凸轮52，其按压制动部件51，解除电枢11的制动；2个齿轮53,54，该齿轮53，54将筒形齿轮30的旋转力传递给凸轮52。具体来说，设置于筒30A上的控制齿轮34的旋转通过齿轮53,54减速，传递给凸轮52。

按照下述方式设定齿轮53,54的减速比，该方式为：如果通过比如，热电偶20的作用，筒形齿轮30旋转6圈，在主齿轮31的位移量按照为规定量的方式设定的场合，与此相对应，在齿轮30旋转6圈时，凸轮52旋转一圈。

由此，制动部件限制电枢11的旋转，直至筒形齿轮30旋转6圈，从而保持发条31的位移量。如果筒形齿轮30旋转6圈，则凸轮52按压制动部件51，使电枢11旋转，将发条31的位移解除，从而通过发条31所储存的驱动能量，发电机10开始发电动作。

如果筒形齿轮30旋转，直至主旋转31位于将驱动能量全部释放位置，则凸轮52旋转到将对制动部件51的按压解除的位置。由此，如果发条31将驱动能量全部释放，则制动部件51的前端返回到原始位置，制动部件51再次阻止电枢11，从而使发条31的驱动能量的储存动作开始。

弹性体释放机构60包括小型凸轮61，在旋转驱动时，该小型凸轮61解除电枢11的齿轮15与制动部件51之间的接合；杆部件62，其通过手动操作，旋转驱动小型凸轮61。如果对杆部件62进行手动操作，由于小型凸轮61将电枢11的制动解除，故通过发条31储存的驱动能量，发电机10开始发电动作。

如果杆部件62返回到原始位置，则制动部件51的前端返回到原始位置，制动部件再次阻止电枢11，从而使发条31的驱动能量的储存动作开始。

如果按照前述那样的本实施例，则获得下述的效果。

即，由于采用下述热转换体21，其中当相对周围的温度差，产生机械能时，该热转换体21通过相变从固体和液体中的一个转变为另一个，则即使在相变的情况下，该热转换体21仍不会变为热传导率显著减小的气体。

由此，获得下述的热电偶20，其在通常的动作温度范围，保持良好的热传导率，对周围温度的变化，具有良好的反应。在周围温度降低时，处于无负载状态的杆25快速地后退，在温度再次上升时，由于杆25可在不滞后的情况下前进，故可通过温度差，确实获得机械能，可提高其转换效率。

此外，由于通过将下述n-石蜡(paraffin)作为相变物质，该物质即使在将相变温度不同的种类的物质混合的情况下，仍不发生化学反应，另外将不同种类的相变物质混合，可进行相变温度的调节，故不必使容器22的内部处于高压状态。

由此，由于其内部接纳相变物质的容器22不需要具有较高的气密性，故可容易制造容器22，另外由于不必使容器22的内部处于高压状态，故无需强力弹簧等的压缩机构，可使整个温度差驱动装置1的体积减小。

还有，在通过相变从固体和液体中的一个转变为另一个的热转换体21中，通过相变从液体转变为气体等的膨胀率不增加，此外，如果输出驱动能量，由于在容器22的内部，不残留有较大的内压，故接纳有热转换体21的容器或盖部件23难于产生机械疲劳，可确保优良的耐久性。

再有，即使在确保容器22或盖部件23的耐久性的情况下，容器22仍可采用小型的，轻质的类型，同样由于此方面，可使整个温度差驱动装置1的重量减轻，体积减小。

另外，由于采用下述热转换体21，其中混合有多种的，碳素数量不同，产生相变的温度也不同的n-石蜡(paraffin)，调整其混合比例，从而获得与所使用的环境相对应的动作特性，故获得相对温度差驱动装置1的使用环境的温度的变化范围或变化速度，适合设定的热转换体21，同样由于此方面，可提高转换效率。

此外，由于在热转换体21中，混合有下述添加剂，该添加剂调节n-石蜡(paraffing)的相变温度或温度特性，故在将多种相变物质混合时，即使在不以较高的精度对各相变物质的量进行测定的情况下，仍可通过添加添加剂，以较高的精度，对相变温度进行调节，或对相变物质的温度特性进行调节，此外在将相变物质混合后，通过在确认热转换体21的特性的同时，适量地添加添加剂，则可确实获得相对使用环境适合的热转换体21。

还有，通过添加添加剂，在其动作温度范围内，可相对温度，使体积产生线性变化，如果在动作温度范围内使用，即使在温度不同的情况下，仍可产生与温度差成比例的，稳定的驱动能量。

再有，由于相变物质采用作为具有适合的润滑性和柔软性的蜡的n-石蜡(paraffin)，故即使在因温度差，热转换体21反复膨胀，收缩的情况下，仍没有热转换体21将容器22损坏的危险，另外由于热转换体21不与容器22的材料发生化学反应，故可获得其本身不变质，并且不使容器22变质的优点。

另外，由于在热电偶20与发电机10之间，设置有在加速的同时传递热电偶20的驱动力的齿轮系40，即使在热转换体21的体积变化减小的情况下，仍获得适合于通过发电机10进行发电的速度的旋转驱动力，故可对弹性体释放机构60进行操作，不储存热电偶20的驱动能量，照原样将该驱动能量传递给发电机10，驱动发电机10，此外可以较高的效率，通过发电机10进行发电。

此外，由于设置有具有发条31的筒形齿轮30，该发条31储存热电偶20产生的机械能，从而可将热转换体21的体积变化产生的驱动能量储存给筒形齿轮30，故即使在于短时间，确实反复地进行温度的上升和下降，热电偶20间歇地产生驱动能量的情况下，发条31变为阻尼器，可连续地使发电机10运行。

由此，通过确实在短时间启动发电机10而产生的驱动能量不会浪费，可充分地提高电力转换效率。

还有，由于按照可实现进退的方式设置通过热转换体21的体积变化而驱动的杆25，故不会使热电偶20的结构变得复杂，可向外部提取热转换体21的体积变化量，此外，通过将齿条28与杆25连接，设置与齿条28啮合的筒形齿轮30和齿轮系40，可容易将驱动能量传递给发电机10。

再有，由于设置弹性控制机构50，其保持发条31的位移量，直至发条31的位移量达到规定量，如果发条31的位移量超过规定量，则将发条31的位移释放，从而可从具有发条31的筒形齿轮30积累，获取驱动能量，故将热转换体21的微小的体积变化造成的较小的驱动能量逐渐储存于发条31中，可以较大的驱动能量，使发电机10连续运行，发电机10可采用高于过去的电压，并且产生较大的电力的类型，可使发电机10实现高输出。

另外，由于设置弹性体释放机构60，其保持通过弹性变形而储存机械能的发条31的位移量，通过手动操作，将发条31的位移量释放，故可根据需要，快速地将发条31释放，产生电力，可使温度差驱动装置1具有良好的使用方便性，此外由于通过手动操作而动作的弹性体释放机构60的结构简单，故即使在设置弹性体释放机构60的情况下，仍完全不产生温度差驱动装置1的结构变得复杂，体积增加等的不利情况。

(第2实施例)

图3表示本发明的第2实施例。在该第2实施例中，形成下述机构，该机构将仅仅在第1实施例的温度上升时，从热转换体21获取驱动能量的机构，作为不仅在温度上升时，而且还在温度下降时，从热转换体21获取驱动能量的机构。

即，温度差驱动机构1A具有两个热电偶20。热电偶20中的齿条28A按照与滑动部件26的端部相垂直的方式固定。该齿条28A的齿为左右保持对称的基本呈三角形的普通的齿。

在该热电偶20与棘轮32之间，设置有棘轮机构70，该棘轮机构70用于仅仅将一个方向的驱动力传递给筒形齿轮30。通过棘轮机构70，图中左下的热电偶20A仅仅将使齿条28A前进的驱动力传递给筒形齿轮30，图中右上的发条20B仅仅将使齿条28A后退的驱动力传递给筒形齿轮30。

如图4所示，棘轮机构70包括与齿条28A啮合的齿轮71，以及与棘轮32啮合的齿轮72。

齿轮71和齿轮72在弹簧73的偏置的作用下，朝向相互接近的方向偏置，并且通过具有相互啮合的锯齿状的齿的单向离合器74A,74B连接。

如果将热电偶20产生的驱动力中的，应传递方向的驱动力传递给齿轮71，则该单向离合器74A,74B中的齿相互啮合，该驱动力通过齿轮72，传递给棘轮32。

如果将热电偶20产生的驱动力中的，不应传递方向的驱动力传递给齿轮71，则由于单向离合器74A,74B的锯齿状的齿的倾斜，齿轮71抵抗弹簧73的偏置力而后退，将单向离合器74A,74B的啮合解除，该驱动力不传递给棘轮32。

同样在这样的第2实施例中，除了可获得与上述第1实施例相同的作用，效果以外，由于通过热电偶20的热转换体21膨胀时的驱动力和收缩时的驱动力这两者，将发条31拧紧，不仅在温度上升时，而且在温度下降时，获取驱动能量，故还可添加可在较短的时间内将发条31拧紧的效果。

(第3实施例)

图5表示本发明的第3实施例。在该第3实施例中，其动作温度范围与第2实施例的相同的两个热电偶20采用动作温度范围相互不同的2个热电偶20C,20D。

即，温度差驱动装置1B中的两个热电偶20通过棘轮机构70，与棘轮32嵌合，由此，仅仅将使齿条28A前进的驱动力传递给筒形齿轮30。

这些热电偶20中的，图中右上的热电偶20D在高于图中左下的热电偶20C的温度下动作。

热电偶20C的动作温度范围在-10～+15℃的范围内，热电偶20D的动作温度范围在+15～+40℃的范围内。

同样在这样的第3实施例中，除了可获得与上述第1实施例相同的作用，效果以外，由于设置其动作温度范围不同的热电偶20C,20C，故还附加有下述效果，即温度差驱动装置1B的动作温度范围由两个热电偶20C,20C分担，热电偶20C,20C的动作温度范围变窄，热电偶20C,20C可采用小型的形式，可进一步使温度差驱动装置1B的体积减小。

(第4实施例)

图6和图7表示本发明的第4实施例。图6为表示第4实施例的平面图，图7为穿过图6所示的筒形齿轮的中心轴的剖视图。在该第4实施例中，第1～3实施例中的产生线性作用的驱动力的热电偶20采用产生驱动力的转矩的热电偶20E。

即，热电偶20E具有扇形的容器22A，其以可旋转的方式，设置于与筒形齿轮30同轴的位置。在容器22A中，设置沿径向延伸的两个平面。其中，在其中一个平面的外端附近，设置有开口22B。该开口22B由可伸缩的波纹管23A塞住，由此，将容器22A密封。

波纹管23A的内部与容器22A的内部连通，该管随填充于容器22A中的热转换体21的膨胀，沿容器22A的周向伸长，另外该管23A随热转换体21的收缩，实现收缩。

波纹管23A的前端与止动件2713接合，该止动件2713的位置相对以可旋转的方式支承容器22A的轴25A，保持固定。

容器22A中的另一个平面的外侧端缘部分与螺旋弹簧27的一端接合。该螺旋弹簧27的另一端与其位置相对轴25A保持固定的止动件27A接合。

在这样的热电偶20E中，如果热转换体21膨胀，波纹管23A抵抗螺旋弹簧27的偏置力而伸长，从而产生图中的顺时针方向的转矩。如果热转换体21收缩，则波纹管23A收缩，在螺旋弹簧27的偏置力的作用下，产生图6中的逆时针方向的转矩。

热电偶20E与筒形齿轮30通过棘轮机构80，相互接合，由此，仅仅热电偶20E所产生的一个方向的转矩传递给筒形齿轮30。

如图7所示，棘轮机构80包括单向离合器74A,74B，这些单向离合器74A,74B分别设置于通过轴支承筒形齿轮30的筒的中心35的端面和通过轴支承热电偶20E的轴25A的端面上。

这些单向离合器74A,74B包括相互啮合的锯齿状的齿，其在设置于热电偶20E的轴25A的端部的弹簧73的偏置力的作用下，朝向相互接触的方向偏置。

此外，弹簧73不仅将轴25A，而且还将热电偶20E朝向筒形齿轮30偏置。

如果产生热电偶20E所产生的转矩中的，应传递的顺时针方向的转矩，则单向离合器74A,74B中的齿相互啮合，从而将该转矩传递给筒的中心35。

如果产生热电偶20所产生的转矩中的，不应传递的逆时针方向的转矩，则由于单向离合器74A,74B中的锯齿状的齿倾斜，轴25A抵抗弹簧73的偏置力而后退，将单向离合器74A,74B的啮合解除，从而不将该转矩传递给筒形中心35。

如图8(A)所示，接纳于筒30A的内部的发条31A为在端部设置有摩擦接合部36的带状的金属件，如图8(B)所示，从与摩擦接合部36相对的一侧的端部，呈圆形卷绕，接纳于筒30A内部，从而摩擦接合部36与筒30A的内侧面接合。

在发条31A具有拧紧余量的重合，该摩擦接合部36确实在与筒30A的内侧面的摩擦力的作用下，与筒30A接合。由此，在热电偶20E的转矩的作用下，确实使发条31A拧紧，直至完成发条31A的拧紧。

如果发条31A没有拧紧的余量，在发条31A上作用有较大的转矩，则摩擦接合部36与筒30A的内侧面之间的摩擦力小于转矩，从而摩擦接合部36在筒30A的内侧面实现滑动。由此，在发条31A的拧紧完毕后，在发条31A未作用较大的转矩，从而防止今后发条发生破损。

同样在这样的第4实施例中，除了可获得与上述第1实施例相同的作用，效果以外，由于采用可与筒形齿轮30同轴设置的扇形的热电偶20E，可使接纳空间紧凑，可从热电偶20E获取转矩，即使在相变物质的体积发生变化的情况下，热电偶20E的尺寸仍不发生变化，故还附加有可进一步使温度差驱动装置的体积减小的效果。

(第5实施例)

图9表示本发明的第5实施例。该第5实施例将在第1实施例中描述的温度差驱动装置1，用作构成测定时间，并且显示所测定的时间的计时机构的手表2的电源。

即，手表2包括上述的温度差驱动装置1；充电部81，该充电部81用于储存由该温度差驱动装置1发出的电力；用于显示当前时刻的钟表部82。此外，在本第5实施例的温度差驱动装置中，省略了弹性释放机构60。

充电部81包括电力储存机构83，其由储存电的电容器形成；充电控制电路84，其在通过来自温度差驱动装置1的电力，对储存机构83进行充电时，对流过电力储存机构83的电流进行控制。

其中，充电控制机构83包括图中未示出的整流器，该整流器对发电机10发电的交流电进行整流；图中未示出的过充电防止电路，其在电力储存机构83的充电完毕时，在之后不使电流流过电力储存机构83。

钟表部82包括时刻显示部85，该时刻显示部85借助通过图中未示出的脉冲电动机驱动的指针85A～85C，显示时刻；钟表驱动电路86，其对上述时刻显示部85中的脉冲电动机，施加一定周期的脉冲电压。

时刻显示部85通过分针85B和秒针85C，以及刻度盘85D，显示时刻。

钟表驱动电路86包含振荡电路，该振荡电路在平时通过图中未示出的石英振荡子，按照稳定的频率，进行振荡，该时刻驱动电路通过该振荡电路振荡的基准信号，驱动时刻显示部85的脉冲电动机。

同样在这样的第5实施例中，除了可获得与上述第1实施例相同的作用，效果以外，还添加下述效果，即无论是否石英式的手表，均可无需更换电池，此外即使在从手腕上取下而搁置的情况下，仍可通过温度差，半永久性地连续驱动。

(第6实施例)

图10表示本发明的第6实施例。在本第6实施例中，将第1实施例中的杆25由热转换体21直接驱动的热电偶20，变为杆90通过半流动体90间接地由热转换体21驱动的热电偶20F。

即，热电偶20F中的杆91不与盖部件23连接，而可由设置于覆盖部件24上的导向部24A导向，实现往复移动。在这里，导向部24A的内径小于容器22。

此外，在覆盖部件24和盖部件23所形成的空间，填充润滑油状的半流动体。由此，如果热转换体21膨胀，盖部件23朝向半流动体90一侧膨胀，通过半流动体90，将杆91朝向前进方向驱动，如果热转换体21收缩，盖部件23朝向容器22一侧后退，通过半流动体90，将杆91朝向后退方向驱动。

此时，由于导向部24A的内径小于容器22的内径，故盖部件23的位移量扩大，传递给杆91。由此，在热电偶20F的温度差相同的场合，获得大于热电偶20的位移量。

还有，在杆91的盖部件23一侧的端部附近，安装有与导向部24A的内周面紧密贴合的密封环93，以便不使半流动体90向外部泄漏，

同样在这样的第6实施例中，除了可获得与上述第1实施例相同的作用，效果以外，由于由相同的温度差，对杆91提供更大的位移量，故还添加下述效果，齿轮系40的增速比可减小，缩小齿轮或省略一部分齿轮，可进一步使温度差驱动装置1的体积减小。

(第7实施例)

图11表示本发明的第7实施例。在本第7实施例中，将作为上述第5实施例中的电源的温度差驱动装置1，变为与测定时间的计时装置形成一体的温度差驱动装置100。

即，温度差驱动装置100为钟表，其中指针147,149与形成齿轮系40的齿轮142～145中的齿轮142,144连接。

另外，在温度差驱动装置100中，设置有驱动速度控制机构150，该驱动速度控制机构150将发电机10的驱动速度，具体来说为发电机10的电枢11的旋转速度，控制在规定的旋转速度。

在设置于热电偶20上的滑动部件26的端面上，以可摆动的方式设置有在两侧具有锯齿状的齿的齿条128。该齿条128可对应于杆25的进退而实现进退驱动。

在齿条128的两侧，设置有夹持该齿条128，分别具有锯齿状的齿的棘轮32和齿轮134。其中，该棘轮32固定于筒形齿轮30中的图中未示出的筒状中心，与发条31直接连接。

齿轮134为以同轴方式成整体形成普通的齿轮135的形式。齿轮135通过齿轮136，与固定于筒状中心的齿轮137啮合。由此，齿轮134间接地与发条31连接。

如果齿条128前进，如图12(a)所示，设置于一侧的齿128A按压棘轮32的齿，另一齿128B与齿轮134的齿啮合，如果齿条128后退，如图12(b)所示，齿128B按压齿轮134的齿，齿128A与棘轮32的齿啮合。

再有，如果热转换体21膨胀，产生使齿条128前进的驱动力，则该驱动力通过齿轮134,135和齿轮136，旋转驱动齿轮137，将发条31拧紧。

如果热转换体21收缩，产生使齿条后退的驱动力，则该驱动力直接旋转驱动棘轮32，将发条31拧紧。由此，通过热转换体21的膨胀和收缩这两种动作，可将发条31拧紧。

返回到图11，齿轮系40通过第2齿轮142和第5齿轮145这两个齿轮，在加速的同时，将筒形齿轮30的旋转驱动力，传递给发电机10的电枢11。对这些齿轮142,145，设定用于按照发电机效率良好的转数，使发电机10的电枢11旋转的增速比。

另外，第2齿轮14与第3齿轮143啮合。该第3齿轮143设置于与第2齿轮142同轴的位置，并且与独立于第2齿轮142而旋转的第4齿轮144啮合。由此，在加速的同时，将第2齿轮142的旋转驱动力传递给第4齿轮144。在第2齿轮142上，设置有图中未示出的时针用位置检测装置146，以及时针147。在第4齿轮144上，设置有图中未示出的分针用位置检测装置148，以及分针149。

时针用位置检测装置146包括角度位置检测用刻度，以及磁性传感器，该角度位置检测用刻度由在第2齿轮142的表面上形成的多个磁性薄膜形成，该磁性传感器设置于与该角度位置检测用刻度相对的位置，该时针用位置检测装置146根据该角度位置检测用刻度和磁性传感器，检测时针147的旋转角度位置。

分针用位置检测装置148包括角度位置检测用刻度，以及磁性传感器，该角度位置检测用刻度由在第4齿轮144的表面上形成的多个磁性薄膜形成，该磁性传感器设置于与该角度位置检测用刻度相对的位置，与时针用位置检测装置146相同，该分针用位置检测装置148根据该角度位置检测用刻度和磁性传感器，检测分针149的旋转角度位置。

时刻显示机构由该时针147，分针149，以及刻有表示图中未示出的时刻的数字等的刻度盘形成。

时针用位置检测装置146和分针用位置检测装置148为分别检测时针147和分针149的旋转角度位置的位置检测机构，它们将此位置信号，输出给驱动速度控制机构150。

发电机10为下述交流发电机，其包括定子13，该定子基本上呈环状，在中间部分，绕有线圈12，在定子13的间隙之间，以可旋转的方式设置由永久磁铁形成的电枢11。

在这里，按照发电机10可高效率发电的方式，适当地设定电枢的转数，电枢11与定子13之间的间隙尺寸，形成电枢11的永久磁铁的材质，线圈12的线的粗细或匝数。

在驱动速度控制机构150中，设置有由二极管和平滑电容器形成的整流电路114，用于调节流过线圈12的电流的调速电路115，转数控制电路116，该电路116将与发电机10的电枢11的转数相对应的规定的操作信号，输出给调速电路115。另外，整流电路114和调速电路115，与发电机10的线圈12的两端并联。通过发电机10获得的交流电通过整流电路114，转换为直流电，该直流电供给转数控制电路116。

调速电路115通过调节流过发电机10的线圈12的电流，对施加到发电机10的电枢11上的电磁制动器的制动力进行调整(控制部)。

在这里，由于可精细地调整施加到电枢11上的电磁制动器的制动力，故作为调速电路14，其采用下述类型，其中将晶体管等的开关元件与直流电阻器串联，高速地反复进行开关元件的通断动作，调节相对断开时间的导通时间，由此，可精细地调节电磁制动器的制动力。

如图13所示，转数控制电路116包括转数控制部160，其进行发电机10的电枢11的转数的控制；作为时刻修正机构的时刻修正部170，其修正钟表的显示时刻；电源电路151，其用于向该转数控制部160和时刻修正部170，供给稳定的电力。

转数控制部160包括转数检测电路161，其检测发电机10的电枢11的转数；振荡电路162，其按照形成电枢11的转数控制的基准的频率，发送信号；转数控制电路163，其向调速电路115，输出规定的操作信号，以便使电枢11的转数保持一定。

转数检测电路161根据发电机10所输出的交流输出电压，检测电枢11的转数，并且将电枢11的转数信号，输出给转数控制电路163。

振荡电路162通过石英振动子64在平时按照稳定的频率进行振荡，并且将与发电机10为最高效率的电枢11的转数相对应的频率信号，输出给转数控制电路163。

转数控制电路163对转数检测电路161给出的转数信号，以及振荡电路162给出的频率信号进行比较，将根据其差值而计算的操作信号，输出给调速电路115。

操作信号可比如，采用高电平状态或低电平状态交替反复的矩形波电压信号，在减慢发电机10的电枢11的旋转速度的场合，增加高电平状态时间与低电平状态时间的比例，换言之，占空(duty)率，由此，增强电磁制动器的制动力B，在加快发电机10的电枢11的旋转速度的场合，减小占空(duty)率，由此，降低电磁制动器的制动力B。

时刻修正部170包括时刻检测电路171，该电路171检测钟表的显示时刻；信号接收电路172，该电路172接收叠加有时刻信息的放送电波；标准时间输出电路173，其获取包含在信号接收电路172所接收到的电波中的时刻信息；时刻修正电路174，该电路174将用于修正显示时刻的修正信号，输出给转数控制电路163。

时刻检测电路171接收来自对应于时针147而动作的时针用位置检测装置146的信号，以及对应于分针149而动作的分针用位置检测装置148的信号，将根据这些信号而显示时针的显示时刻的显示时刻信号，输出给时刻修正电路174。

信号接收电路172对上述的放送电波进行检波处理，从上述放送电波中，去除掉传送波等，将比较低的频率的放送信号，输出给标准时间输出电路173。另外，在信号接收电路172所输出的放送信号中，叠加有时刻信息。

标准时间输出电路173从由信号接收电路172给出的放送信号中，获取表示正确的时刻的标准时刻信号，将此标准时刻信号，输出给时刻修正电路174。

时刻修正电路174对来自时刻检测电路171的显示时刻信号，与来自标准时间输出电路173的标准时刻信号进行比较，在这些信号的差的绝缘值大于规定值的场合，形成发送给旋转传送控制电路163的修正信号，输出减速信号或加速信号。

在此方面，具体来说，在显示时刻信号所表示的时间超前于标准时刻信号所表示的时间的场合，时刻修正电路174按照向转数传送控制电路163输出减速信号的方式设定。

接收了减速信号的旋转传送控制电路163即使在电枢11按照适合的转数旋转的情况下，仍增加送向调速电路115的操作信号的占空率(duty)，减小电枢11的转数。

该减速信号的输出连续地进行，直至显示时刻信号与标准时刻信号之间的差的绝对值小于规定值，由此，可进行显示时刻超前的场合的时刻修正。

在显示时刻信号所表示的时间慢于标准时刻信号所表示的时间的场合，时刻修正电路174按照向转数控制电路163，输出加速信号的方式设定。

接收了加速信号的转数控制电路163即使在电枢11按照适合的转数旋转的情况下，仍减小调速电路的操作信号的占空率(duty)，增加电枢11的转数。

与减速信号相同，该加速信号的输出连续地进行，直至显示时刻信号与标准时刻信号之间的差的绝对值小于规定值，由此，可进行显示时刻的滞后的场合的时刻修正。

同样在这样的第7实施例中，除了可获得与上述第1实施例相同的作用，效果以外，还附加有下述的效果。

即，由于通过将驱动能量传递给发电机10的齿轮系40，驱动指针147,149，齿轮系40同时用作动力传递机构和指针驱动机构，故不必单独设置驱动指针147,149的脉冲电动机等，可减小装置100的整体的体积。

此外，由于采用下述齿轮系40，其具有按照发电效率良好的转数，驱动发电机10的增速比，并且，通过驱动速度控制机构150，在平时保持该旋转速度，故热转换体21的体积变化缓慢，并且即使在因变形量的不同，发条31所产生的转矩不一样的情况下，在平时，仍将发电机10的旋转速度，保持在可有效发电的旋转速度，在平时有效地将热转换体21的体积变化造成的机械能转换为电力，如果为相同的电力要求，可减小发电机10的体积。

还有，由于设置有修正显示时间的时刻修正部170，不必进行时刻修正，故几乎不用手进行维修，可在处于较高部位的钟台，或人或车通行量较大的街头等的，难于维修的地方进行设置的方面，确保适合的钟表。

(变换实例)

另外，本发明不限于上述的各实施例，本发明还包含下述的变换实例等。

在本发明中，温度差驱动装置不限于其本身单独设置的形式，其也可为设置为计时装置或弱电设备的电源装置，形成该计时装置或弱电设备的一部分。

比如，作为装配有用作电源的本发明的温度差驱动装置的计时装置，例举有设置于钟台等上的屋外设置用钟，壁钟，台钟，怀表等的各种钟表，以及时间记录器，秒表，起居室计时器等的计时装置。

在本发明中，作为装配有构成电源的温度差驱动装置的弱电设备，例举有便携式电话，PHS，传呼机，台式电子计算机，便携用个人计算机，便携式收音机，便携式血压仪，计步器，电子笔记本，PDA(小型信息终端，“个人数字助理”)，摄象机，玩具，IC卡，汽车，家用的电子设备，小型八音盒，测试仪和数字式万用表等的可便携的弱电设备，户外设置的带照明的标识，大型八音盒，遥测仪，包含地震仪的自动记录仪等的较大的弱电设备。

比如，如图14所示，在第2齿轮42的轴上，设置圆盘81，在该圆盘81的表面上，立设多个销82，如果通过这些销82，使梳形的固定音节板83振动，则可用作演奏旋律的八音盒。

在这里，为了进行八音盒的启动/停止，最好设置停止机构84。

作为停止机构84，比如，可采用具有可发生弹性变形的止动部件85，以及对该止动部件85进行操作的操作部件86的形式。止动部件85与前端设置于发电机10上的电枢11的小齿轮11A接合，使电枢11的旋转停止。操作部件86使止动部件85发生弹性变形，将止动部件85的前端与电枢11的小齿轮11A的接合脱开。通过对该操作部件86进行操作，可进行八音盒的启动/停止。

如果采用上述的便携式电子设备，计时装置或弱电设备，通过装配本发明的温度差驱动装置，无需作为电源的干电池或蓄电池，也可无需麻烦的电池更换或充电作业，可减小废弃的干电池或蓄电池造成的环境污染。

此外，在非常场合，由于可通过手动操作，开始发电，故象仅仅装配有旋转锤或发条的发电机那样，可无需发电前的准备作业，在灾害时，室外的紧急情况时，停电时，可快速地使弱电设备动作。

如果采用上述的不可能携带的计时装置或弱电设备，由于通过装配本发明的温度差驱动装置，无需向该计时装置或弱电设备供电的电源线，故在设置于室外时，无需布线作业，可容易进行设置作业。

还有，如果采用室外设置用钟表，室外设置的带照明标识，地震仪和自动记录仪等的室外设置设备，，由于通过装配本发明的温度差驱动装置，自给自足电力，故还容易将其设置于来自外部的电力供给困难的偏远地方。

在本发明中，作为相变物质，不限于n-石蜡，其也可为微晶蜡和软蜡等的不同种类的蜡，另外，其不限于蜡，也可为甘油等，根据需要，其可为下述材料，其中其熔点在动作温度范围内，因固体和液体的相变，体积发生变化。

在本发明中，作为热转换体，不限于将多种相变物质混合的形式，也可由一种相变物质单体形成。

再有，作为热转换体，不限于随温度变化而实现相变的相变物质，也可为因温度变化，形状发生变化的双金属和形状记忆合金等的形状变化体。

比如，如图15所示，作为采用作为热转换体的双金属的机械能转换机构，可采用下述形式，其中相对基端侧固定的双金属件91的前端，在按照可实现进退的方式设置的驱动杆92的端部，以可摆动的方式设置具有锯齿状的齿的齿条28A。

在这里，齿条28A的齿与筒形齿轮30的棘轮32的齿。在齿条28A的前端，连接有拉簧93，其按照在驱动杆92前进时，该齿与筒形齿轮30的棘轮32的齿啮合的方式偏置。

该拉簧93在驱动杆92后退时，具有允许齿条28A倾斜的偏置力。由此，在驱动杆92后退时，齿条28A朝向图中左侧倾斜，从而将齿条28A的齿与棘轮32的齿之间的啮合脱开。

由此，如果双金属件91随温度变化而发生变形，则驱动杆92抵抗螺旋弹簧94的偏置力而前进，使棘轮32旋转，将筒形齿轮30内的发条31拧紧。在双金属91恢复原状时，即使在棘轮32未旋转的情况下，齿条28A仍朝向图中左侧倾斜，将齿条28A的齿与棘轮32的齿之间的啮合脱开，驱动杆92借助螺旋弹簧27的偏置力，后退到原始位置。

在本发明中，也可省略弹性体控制机构。在此场合，在平时使处于发条完全拧紧的状态，根据需要，可对弹性体释放机构进行操作，释放发条，开始发电。此时，为了防止发条的破损，在发条中的与筒接合的端部，设置摩擦接合部，由此，必须不对完全拧紧的发条，施加过大的转矩。

另外，也可将蓄电池与发电机的输出连接，从而对该蓄电池进行充电。

此外，作为机械能积蓄机构的弹性体，不限于发条，其也可螺旋弹簧，板簧，扭力弹簧等的形状不同的弹簧，或还可为橡胶等的材质不同的弹性体。

还有，作为机械能的储存机构，不限于通过使弹性体发生弹性变形而储存机械能的机构，也可为下述重力式机构，其中将底端与重锤连接的线状部件拧紧，将重锤提升，转换为重锤的位置能，储存机械能。

Claims (19)

1．一种温度差驱动装置，其包括发电机构，该发电机构通过机械能驱动，产生电力；机械能产生机构，该机械能产生机构产生供给上述发电机构的机械能，其特征在于在机械能产生机构中，设置有热转换体，该热转换体随周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，通过该相变，其体积发生变化。

2．根据权利要求1所述的温度差驱动装置，其特征在于在上述热转换体中，混合有产生相变的温度不同的多种相变物质，对其混合比例进行调整，以便获得与所使用的环境相对应的动作特性。

3．根据权利要求1或2所述的温度差驱动装置，其特征在于在上述热转换体中，混合有添加剂，该添加剂调节上述相变物质的相变温度和/或温度特性。

4．根据权利要求1～3中的任何一项所述的温度差驱动装置，其特征在于上述相变物质采用蜡。

5．根据权利要求1～4中的任何一项所述的温度差驱动装置，其特征在于上述机械能产生机构包括其内部接纳有上述热转换体的容器，在该容器中，按照可进退的方式设置有通过上述热转换体的体积变化而驱动的驱动部件。

6．根据权利要求1～5中的任何一项所述的温度差驱动装置，其特征在于其设置有齿轮系，该齿轮系中组合有多个齿轮，并且传递上述机械能的驱动力，以便将上述机械能传递给上述发电机构。

7．根据权利要求6所述的温度差驱动装置，其特征在于上述齿轮系具有按照发电效率良好的转数，驱动上述发电机构的增速比。

8．根据权利要求1～7中的任何一项所述的温度差驱动装置，其特征在于其设置有机械能储存机构，该机构储存上述机械能产生机构所产生的机械能。

9．根据权利要求1～8中的任何一项所述的温度差驱动装置，其特征在于上述发电机构按照将所发出的电力供给其它机构的方式构成，该温度差驱动装置形成发电机。

10．根据权利要求9所述的温度差驱动装置，其特征在于作为储存上述机械能产生机构所产生的机械能的机械能储存机构，其设置有弹性体，该弹性体随上述机械能产生机构的热转换体的体积变化而发生弹性变形，并且设置有弹性体控制机构，该弹性体控制机构保持上述弹性体的位移量，直至因上述机械能产生机构的作用而产生的上述弹性体的位移量达到规定量，如果上述弹性体的位移量超过规定量，将上述弹性体的位移释放。

11．根据权利要求9或10所述的温度差驱动装置，其特征在于储存上述机械能产生机构所产生的机械能的机械能储存机构设置有弹性体，该弹性体随上述机械能产生机构的热转换体的体积变化而发生弹性变形，并且设置有弹性体释放机构，该弹性体释放机构保持上述机械能产生机构的作用而产生的上述弹性体的位移量，通过手动操作，将上述弹性体的位移释放。

12．一种温度差驱动装置，其包括机械能转换机构，该机械能转换机构将通过周围温度的变化而获得的热能，转换为机械能，其特征在于：

其包括机械能储存机构，该机械能储存机构储存上述机械能转换机构所输出的机械能；发电机构，该发电机构具有通过上述机械能而旋转的电枢，并且通过上述电枢的旋转驱动而产生电力；传递机构，该传递机构将上述机械能的驱动力传递给上述发电机构；控制机构，该控制机构接收上述发电机构产生的电力而动作，按照规定的转数，对上述发电机构的电枢的转数进行控制。

13．根据权利要求12所述的温度差驱动装置，其特征在于上述机械能储存机构具有通过上述机械能而发生弹性变形的弹性体。

14．根据权利要求12或13所述的温度差驱动装置，其特征在于上述控制机构通过调节流过上述发电机构的电流，通过电磁制动器，将上述电枢制动，将上述转数控制在一定值。

15．根据权利要求14所述的温度差驱动装置，其特征在于上述传递机构为组合有多个齿轮的齿轮系，在该齿轮系中的至少一个齿轮上，设置有用于表示时间的指针。

16．根据权利要求15所述的温度差驱动装置，其特征在于上述指针表示时刻，在设置有上述指针的上述齿轮上，设置有检测其旋转角度的位置检测机构，另外设置有时刻修正机构，该时刻修正机构接收叠加有时刻信息的标准时刻，对上述指针的旋转角度进行修正，以便修正上述指针所表示的时间。

17．一种电子设备，其包括机械能转换机构，该机械能转换机构将随周围温度的变化而获得的热能转换为机械能；机械能存储机构，该机械能储存机构储存上述机械能转换机构所输出的机械能；发电机构，该发电机构具有通过上述机械能而旋转的电枢，并且通过上述电枢的旋转驱动而产生电力；传递机构，该传递机构将上述机械能的驱动力传递给上述发电机构；控制机构，该控制机构接收上述发电机构产生的电力而动作，按照规定的转数，对上述发电机构的电枢的转数进行控制；时刻显示机构，该时刻显示机构通过上述的机械能，对应于上述发电机构的动作而旋转驱动，其转数通过上述控制机构进行调速控制。

18．一种计时装置，其包括机械能产生机构，该机械能产生机构随周围温度的变化而产生机械能；发电机，该发电机通过该机械能产生机构所产生的机械能而驱动，产生电力，该计时装置通过发电机所产生的电力而驱动，其特征在于上述机械能产生机构包括相变物质，该相变物质因周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，其体积随上述相变而变化。

19．一种弱电设备，其包括机械能产生机构，该机械能产生机构随周围温度的变化而产生机械能；发电机，该发电机通过该机械能产生机构所产生的机械能而驱动，产生电力，其特征在于上述机械能产生机构包括相变物质，该相变物质随周围温度的变化，从固体和液体中的一个，通过相变而转变为另一个，其体积随上述相变而变化。

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